全球环境变化研究院以“地球系统”为研究对象，将大气圈、水圈（含冰冻圈）、岩石圈和生物圈视为一个整体，探讨由一系列相互作用过程（包括系统各组成之间的相互作用，物理、化学和生物三大基本过程的相互作用以及人与地球的相互作用等）联系起来的复杂非线性多重耦合系统—地球系统的运行机制。主要研究方向有全球环境变化的历史、规律与预测，雾霾与大气污染监测、分析及控制技术和生态环境变化监测、模拟与修复。通过多学科交叉融合，探讨地球系统物理、化学、生物三大基本过程相互作用，以及人类活动对地球环境影响等科学问题。

研究院现有成员40人，其中教授、研究员11人，副教授20人，讲师9人，外籍教师6人。